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变频器使用与维修技术

阅读量: 发布日期:2019-03-14

首先,要想知道变频器使用与维修技术,大家得熟悉或知道它的基本常识和应用,通俗的说,变频器就是输出频率可调的一种电气设备,主要用来给电机调速,常用于对速度要求比较特别的场合或是速度经常变化的设备。比如大家生活中经常看见的电梯、空调等等。

变频器基本常识及应用

变频器主电路是给异步电动机提供调压调频电源的电力变换部分,变频器的主电路大体上可分为两类:电压型是将电压源的直流变换为交流的变频器,直流回路的滤波是电容。电流型是将电流源的直流变换为交流的变频器,其直流回路滤波是电感。 它由三部分构成,将工频电源变换为直流功率的“整流器”,吸取在变流器和逆变器产生的电压脉动的“平波回路

整流器

大量使用的是二极管的变流器,它把工频电源变换为直流电源。也可用两组晶体管变流器构成可逆变流器,由于其功率方向可逆,可以进行再生运转。

平波回路

在整流器整流后的直流电压中,含有电源6倍频率的脉动电压,此外逆变器产生的脉动电流也使直流电压变动。为了抑制电压波动,采用电感和电容吸取脉动电压(电流)。装置容量小时,如果电源和主电路构成器件有余量,可以省去电感采用简单的平波回路。

逆变器

同整流器相反,逆变器是将直流功率变换为所要求频率的交流功率,以所确定的时间使6个开关器件导通、关断就可以得到3相交流输出。以电压型pwm逆变器为例示出开关时间和电压波形。

控制电路是给异步电动机供电(电压、频率可调)的主电路提供控制信号的回路,它有频率、电压的“运算电路”,主电路的“电压、电流检测电路”,电动机的“速度检测电路”,将运算电路的控制信号进行放大的“驱动电路”,以及逆变器和电动机的“保护电路”组成。

1)运算电路:将外部的速度、转矩等指令同检测电路的电流、电压信号进行比较运算,决定逆变器的输出电压、频率。

2)电压、电流检测电路:与主回路电位隔离检测电压、电流等。

3)驱动电路:驱动主电路器件的电路。它与控制电路隔离使主电路器件导通、关断。

4)速度检测电路:以装在异步电动机轴机上的速度检测器(tg、plg等)的信号为速度信号,送入运算回路,根据指令和运算可使电动机按指令速度运转。

5)保护电路:检测主电路的电压、电流等,当发生过载或过电压等异常时,为了防止逆变器和异步电动机损坏

基本组成

变频器通常分为4部分:整流单元、高容量电容、逆变器和控制器。

整流单元:将工作频率固定的交流电转换为直流电。

高容量电容:存储转换后的电能。

逆变器:由大功率开关晶体管阵列组成电子开关,将直流电转化成不同频率、宽度、幅度的方波。

控制器:按设定的程序工作,控制输出方波的幅度与脉宽,使叠加为近似正弦波的交流电,驱动交流电动机。

主要应用在工业的自动化控制中。

变频器使用与维修技术 

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变频器过流与过载的原因分析

1、过电流跳闸及原因分析

变频器的过电流跳闸又分短路故障、运行过程中跳闸和升、降速过程中跳闸等情况。

 短路故障

 1 )故障特点

a )第一次跳闸有可能在运行过程中发生,但如复位后再起动,则往往一升速就跳闸

b )具有很大的冲击电流,但大多数变频器已经能够进行保护跳闸,而不会损坏。由于保护跳闸十分迅速,难以观察其电流的大小。

 2 )判断与处理

第一步,首选要判断是否短路。为了便于判断,在复位后再起动前,可在输入侧接入一个电压表,重新启动时,电位器从零开始缓慢旋动,同时,注意观察电压表。如果变频器的输出频率刚上升就马上跳闸,且电压表的指针有瞬间回“ 0 ”的迹象,则说明变频器的输出端已经短路或接地。

第二步,要判断是在变频器内部短路,还是在外部短路。这时,应将变频器输出端的接线脱开,再旋动电位器,使频率上升,如仍跳闸,说明变频器内部短路;如不再跳闸,则说明是变频器外部短路,应检查从变频器到电动机之间的线路,以及电动机本身。

轻载过电流负载很轻,却又过电流跳闸。

这是变频调速所特有的现象。在 V/F 控制模式下,存在着一个十分突出的问题:就是在运行过程中,电动机磁路系统的不稳定。其基本原因在于:  低频运行时,为了能带动较重的负载,常常需要进行转矩补偿(即提高 U/f 比,也叫转矩提升)。导致电动机磁路的饱和程度随负载的轻重而变化。这种由电动机磁路饱和引起的过电流跳闸,主要发生在低频、轻载的情况下。解决方法:反复调整 U/f 比。

重载过电流

1)故障现象  有些生产机械在运行过程中负荷突然加重,甚至“卡住”,电动机的转速因带不动而大幅下降,电流急剧增加,过载保护来不及动作,导致过电流跳闸。

2)解决方法  

a)首先了解机械本身是否有故障,如果有故障,则修理机器。

b)如果这种过载属于生产过程中经常可能出现的现象,则首先考虑能否加大电动机和负载之间的传动比?适当加大传动比,可减轻电动机轴上的阻转矩,避免出现带不动的情况。如无法加大传动比,则只有考虑增大电动机和变频器的容量了。  1.4 升速或降速中过电流  这是由于升速或降速过快引起的,可采取的措施有如下:

1)延长升(降)速时间首先了解根据生产工艺要求是否允许延长升速或降速时间,如允许,则可延长升(降)速时间。

2)准确预置升(降)速自处理(防失速)功能  

变频器对于升、降速过程中的过电流,设置了自处理(防失速)功能。当升(降)电流超过预置的上限电流时,将暂停升(降)速,待电流降至设定值以下时,再继续升(降)速。

2、过载跳闸及原因分析  电动机能够旋转,但运行电流超过了额定值,称为过载。  过载的基本反映是:电流虽然超过了额定值,但超过的幅度不大,一般也不形成较大的冲击电流。

过载的主要原因

1)机械负荷过重,负荷过重的主要特征是电动机发热,并可从显示屏上读取运行电流来发现。

2)三相电压不平衡,引起某相的运行电流过大,导致过载跳闸,其特点是电动机发热不均衡,从显示屏上读取运行电流时不一定能发现(因显示屏只显示一相电流)。

3)误动作,变频器内部的电流检测部分发生故障,检测出的电流信号偏大,导致跳闸。
 

变频器使用与维修技术

检查方法 

1)检查电动机是否发热,如果电动机的温升不高,则首先应检查变频器的电子热保护功能预置得是否合理,如变频器尚有余量,则应放宽电子热保护功能的预置值。如果电动机的温升过高,而所出现的过载又属于正常过载,则说明是电动机的负荷过重。这时,首先应能否适当加大传动比,以减轻电动机轴上的负荷。如能够加大,则加大传动比。如果传动比无法加大,则应加大电动机的容量。

2)检查电动机侧三相电压是否平衡,如果电动机侧的三相电压不平衡,则应再检查变频器输出端的三相电压是否平衡,如也不平衡,则问题在变频器内部  如变频器输出端的电压平衡,则问题在从变频器到电动机之间的线路上,应检查所有接线端的螺钉是否都已拧紧,如果在变频器和电动机之间有接触器或其他电器,则还应检查有关电器的接线端是否都已拧紧,以及触点的接触状况是否良好等。 

如果电动机侧三相电压平衡,则应了解跳闸时的工作频率: 如工作频率较低,又未用矢量控制(或无矢量控制),则首先降低 U/f 比,如果降低后仍能带动负载,则说明原来预置的 U/f 比过高,励磁电流的峰值偏大,可通过降低 U/f 比来减小电流;如果降低后带不动负载了,则应考虑加大变频器的容量;如果变频器具有矢量控制功能,则应采用矢量控制方式

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